(57)【要約】      （修正有）【課題】反射光と透過光を利用して紙幣を識別する紙幣識別装置の構成を簡素化し、紙幣の識別を確実に行える装置として提供する。【解決手段】透過光用光源５６が、参照反射板５８に対して反射光用光源および受光部が配された側とは反対側に配置されるとともに、前記参照反射板５８に、前記受光部により前記透過光用光源の検査光による紙幣の透過光を受光する透孔５８ａが設けられ、識別手段として、前記反射光用光源と前記透過光用光源の投光タイミングが一致しないように制御する投光タイミングの制御手段と、検出部により検知された反射光の出力パターンと透過光の出力パターンとを、基準となる反射光パターンと透過光パターンと各々比較して紙幣を判別する判別手段を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙幣からの反射光を検知するための検査光を投射する反射光用光源と、紙幣からの透過光を検知するための検査光を投射する透過光用光源と、前記反射光と前記透過光を共通に受光する受光部と、前記反射光用光源と前記受光部に対向して配置された参照反射板とを備えた検出部と、
紙幣の搬送機構を駆動制御して紙幣を搬送するとともに、前記検出部を紙幣が通過する際に前記検出部により検出される反射光と透過光の出力パターンから紙幣を識別する識別手段を備える制御部とを有する紙幣識別装置であって、
前記透過光用光源が、前記参照反射板に対して前記反射光用光源および前記受光部が配された側とは反対側に配置されるとともに、前記参照反射板に、前記受光部により前記透過光用光源の検査光による紙幣の透過光を受光する透孔が設けられ、
前記識別手段として、前記反射光用光源と前記透過光用光源の投光タイミングが一致しないように制御する投光タイミングの制御手段と、前記検出部により検知された前記反射光の出力パターンと前記透過光の出力パターンとを、基準となる反射光パターンと透過光パターンと各々比較して紙幣を判別する判別手段を備えていることを特徴とする紙幣識別装置。
【請求項２】
前記識別手段が、前記反射光用光源から投射される検査光の前記参照反射板により反射される反射光を前記受光部により受光して、前記受光部の出力レベルを基準レベルに合わせる調節手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項３】
前記識別手段が、前記透過光用光源から投射され前記透孔を通過する検査光を前記受光部により受光して、前記受光部の出力レベルを基準レベルに合わせる調節手段を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の紙幣識別装置。
【請求項４】
前記反射光用光源と前記受光部とが、投受光センサとして一つの部品内に組み込まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の紙幣識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙幣識別装置に関し、より詳細には紙幣からの反射光と透過光を利用して紙幣を検査するセンサを備えた紙幣識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙幣識別装置には、光学的に紙幣を識別する手段として、紙幣からの反射光と紙幣を透過した透過光を検知する手段を備えた製品がある。
図５は紙幣からの反射光を検知して紙幣を識別する従来の紙幣識別装置の構成例を示す。この紙幣識別装置は、紙幣１０に向けて検査光を投射する反射光用光源１２と、紙幣からの反射光を受光する受光部１４と、紙幣１０を搬送する搬送機構１６とを備え、搬送機構１６により紙幣１０を搬送しながら反射光用光源１２から紙幣１０に検査光を投射することにより、検査光で紙幣１０を走査しながら紙幣１０からの反射光を検知して紙幣を識別する。
【０００３】
このように紙幣１０からの反射光を利用して紙幣を識別する際には、反射光用光源１２の発光強度が変動したり、受光部１４の検出特性が経年変化したりする場合があることから、反射光用光源１２と受光部１４に対向する位置に参照反射板１８を配置し、紙幣が投入されていないときに参照反射板１８からの反射光を検知して受光レベルが所定の出力レベルとなるように制御部１９において反射光用光源１２の光量等を補正する手段が設けられている（特許文献１）。
なお、図５では反射光用光源１２と受光部１４とを別体として配置しているが、反射光用光源１２と受光部１４とを一つのセンサ内に組み込んだ構成とすることも可能である（たとえば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、紙幣に遮光性物質が封止されていたり、すかし模様が入っていたりする場合には、紙幣の透過光を検知して紙幣を識別するといったことがなされる。このように、透過光を利用する場合には、紙幣を挟む配置に透過光用光源と受光部とを配置し、搬送機構により紙幣を搬送した際に紙幣を透過した光を受光部により検知して識別する。この場合も、透過光用光源や受光部の特性が経年変化する場合があるから、紙幣が投入されていないときに、透過光用光源の透過光を検知して受光レベルが所定の出力レベルとなるように補正して紙幣の識別がなされる（たとえば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−２０９８３９号公報
【特許文献２】特開２００５−２０８９０４号公報
【特許文献３】特開２００５−２０８９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように紙幣からの反射光と透過光を検知して紙幣を識別する手段を備えた従来の紙幣識別装置では、反射光を検知する受光部と透過光を検知する受光部とが別体に設けられ、受光部によって検知された反射光の出力パターンおよび透過光の出力パターンを、検査対象紙幣について予め求められている反射光の出力パターン（「基準となる反射光パターン」という）および透過光の出力パターン（「基準となる透過光パターン」という）と各々比較して紙幣を識別している。したがって、紙幣の検知精度を上げるために検査ポイント数を増やすような場合には、反射光用と透過光用に別個に受光部を設けなければならないし、反射光を使用する場合は参照反射板を配置しなければならないから、紙幣の通過領域内で適切な位置に検査ポイントを配置することが困難になるという問題があった。また、反射光用と透過光用の部品を配置するため装置の構造が複雑になるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、紙幣の識別精度を向上させるために、紙幣を検査する検査ポイント数を増やすような場合であっても、装置の構成を複雑にすることなく紙幣の識別を可能とし、装置をコンパクトに形成することを可能にする紙幣識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、紙幣からの反射光を検知するための検査光を投射する反射光用光源と、紙幣からの透過光を検知するための検査光を投射する透過光用光源と、前記反射光と前記透過光を共通に受光する受光部と、前記反射光用光源と前記受光部に対向して配置された参照反射板とを備えた検出部と、紙幣の搬送機構を駆動制御して紙幣を搬送するとともに、前記検出部を紙幣が通過する際に前記検出部により検出される反射光と透過光の出力パターンから紙幣を識別する識別手段を備える制御部とを有する紙幣識別装置であって、前記透過光用光源が、前記参照反射板に対して前記反射光用光源および前記受光部が配された側とは反対側に配置されるとともに、前記参照反射板に、前記受光部により前記透過光用光源の検査光による紙幣の透過光を受光する透孔が設けられ、前記識別手段として、前記反射光用光源と前記透過光用光源の投光タイミングが一致しないように制御する投光タイミングの制御手段と、前記検出部により検知された前記反射光の出力パターンと前記透過光の出力パターンとを、基準となる反射光パターンと透過光パターンと各々比較して紙幣を判別する判別手段を備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、前記識別手段が、前記反射光用光源から投射される検査光の前記参照反射板により反射される反射光を前記受光部により受光して、前記受光部の出力レベルを基準レベルに合わせる調節手段を備えていること、また、前記識別手段が、前記透過光用光源から投射され前記透孔を通過する検査光を前記受光部により受光して、前記受光部の出力レベルを基準レベルに合わせる調節手段を備えていることにより高精度の紙幣識別が可能になる。また、前記反射光用光源と前記受光部とが、投受光センサとして一つの部品内に組み込まれていることにより、前記検出部をさらにコンパクトに形成することができ、紙幣識別装置の装置構成を簡素化することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る紙幣識別装置によれば、参照反射板の一方側に配置した受光部により紙幣からの反射光と紙幣からの透過光を共通に検知する構成としたことにより、一つの検出部で反射光による出力パターンと透過光による出力パターンを検知することが可能となり、紙幣識別装置の構成を複雑にすることなく、より高精度の紙幣識別が可能になる。また、本発明に係る紙幣識別装置では、反射光用光源と透過光用光源の投光タイミングを一致させないように制御することによって、容易かつ確実に紙幣の反射光による出力パターンと透過光による出力パターンを検知して紙幣を識別することが可能となり、紙幣識別装置の製造コストを抑えて信頼性の高い紙幣の識別が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る紙幣識別装置の好適な実施の形態について、添付図面にしたがって詳細に説明する。
（紙幣識別装置の構成）
図１は本発明に係る紙幣識別装置の全体構成を示す説明図である。紙幣識別装置の全体的な構成は図５に示す従来の紙幣識別装置と基本的に変わるものではない。すなわち、箱形に形成された装置本体２０の前面には、紙幣１０を投入する紙幣投入口２２が設けられ、紙幣投入口２２から装置本体２０の奥側に向けて、搬送路Ａに沿って紙幣１０を搬送する搬送機構１６が設けられている。搬送機構１６は、第１プーリ３２と第２プーリ３４との間に送りベルト３６が平行に２列に掛け渡されて設けられ、電動モータにより第２プーリ３４が回転駆動されることによって紙幣１０の搬送操作がなされる。
【００１１】
第１プーリ３２と第２プーリ３４との中間に受ローラ３８が配置され、第１プーリ３２と受ローラ３８に対向して押圧ローラ４０ａ、４０ｂが設けられる。押圧ローラ４０ａ、４０ｂは第１プーリ３２と受ローラ３８との間で送りベルト３６を弾性的に挟圧する。
第２プーリ３４の奥側には、紙幣１０を通過させる隙間をあけて断面形状が半円弧状に形成された反転ガイド４２が設けられる。反転ガイド４２からの紙幣１０の送出口側に、紙幣１０を積み重ねるようにして収納するストッカ４４が設けられている。
【００１２】
本実施形態の紙幣識別装置において特徴的な構成は、紙幣を識別するための検出部５０の構成である。すなわち、検出部５０は、搬送路Ａに沿って搬送される紙幣１０に検査光を投射する反射光用光源５２と、反射光用光源５２から投射された検査光の紙幣１０による反射光を検知する受光部５４と、紙幣１０を挟んで受光部５４と対向する位置に配置された透過光用光源５６と、受光部５４と透過光用光源５６との中間に配置された参照反射板５８とを備える。
参照反射板５８は受光部５４の出力レベルを基準レベルに補正（較正）する処理を行うために設けたもので、本実施形態においては、透過光用光源５６（たとえば、ＬＥＤ）と受光部５４とに挟まれた位置に透孔を設けたことが特徴的である。参照反射板５８に透孔を設けたことにより、受光部５４は、反射光用光源５２からの投射光による紙幣１０からの反射光を利用した紙幣の識別と、透過光用光源５６からの投射光による紙幣１０からの透過光を利用した紙幣の識別が可能となる。
【００１３】
図２は、実際の紙幣識別装置に設けられている検出部５０の構成を示す。紙幣１０が搬送される搬送路Ａは、装置本体２０に設けられた支持プレート２４と、上蓋に設けられたガイド板２５とを対向させ、支持プレート２４とガイド板２５との間に紙幣１０を通過させるスペースをあけることによって形成される。
参照反射板５８は、上蓋側のガイド板２５に、搬送路Ａの内面に沿って取り付けられる。参照反射板５８は支持プレート２４に対向する面（反射面）が白色に形成されている。透孔５８ａは、参照反射板５８の中心から若干偏位した位置に開口するように設けられる。本実施形態では透過光用光源５６は、透孔５８ａの中心線上に光軸を位置合わせして、参照反射板５８の背面側（図の上側）に配置される。
【００１４】
支持プレート２４の搬送路Ａの内面に沿って、参照反射板５８の一方側に、参照反射板５８に対向する配置に投受光センサ６０が取り付けられる。本実施形態で使用している投受光センサ６０は、反射光用光源５２と受光部５４が一つのケース内に組み込まれたものである。投受光センサ６０の参照反射板５８に対向するケース面は透過窓６２に形成される。
【００１５】
図３（ａ）に、本実施形態で使用している参照反射板５８の平面図、図３（ｂ）に参照反射板５８と投受光センサ６０の位置関係を側面方向から見た状態を示す。図３（ａ）に示すように、参照反射板５８は、平面形状が円形の平板体に形成され外周の一部にＤカット部５８ｂが設けられて位置決め可能となる。
透孔５８ａは参照反射板５８の中心から一方に偏位して設けられ、透孔５８ａの中心位置が投受光センサ６０に組み込まれた受光部５４の光軸と一致する。また、透過光用光源５６の光軸と受光部５４の光軸が一致する配置となっている。
【００１６】
なお、図４に、参照反射板５８と投受光センサ６０の他の形成例を示す。すなわち、図４（ａ）、（ｂ）に示した参照反射板５８は透孔５８ａの径寸法を図３に示す例にくらべて大きく形成した例であり、図４（ｃ）、（ｄ）に示した参照反射板５８は透孔５８ａをさらに拡径して形成した例である。図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、透孔５８ａは参照反射板５８の一半部に形成されているが、図４（ｃ）、（ｄ）に示す例では、透孔５８ａは一半部から他半部に一部分入り込んだ形態となっている。また、図４に示す例では、透孔５８ａの中心と投受光センサ６０の受光部５４の光軸とが一致しない配置となっている。
【００１７】
前述した搬送機構１６および検出部５０は制御部７０により制御される。制御部７０は、搬送機構１６を駆動制御して、紙幣投入口２２から投入された紙幣１０を装置本体２０内に引き込み、ストッカ４４に収納する搬送制御手段と、検出部５０によって検知される紙幣からの反射光と透過光の出力パターンに基づいて紙幣を識別する識別手段とを備えている。
【００１８】
（紙幣の識別方法）
次に、本実施形態の紙幣識別装置において紙幣１０を識別する方法について説明する。紙幣１０は、制御部７０の搬送制御手段により搬送機構１６が制御され、紙幣投入口２２から搬送路Ａに沿って一方向に通過する際に検出部５０により識別される。
検出部５０による紙幣の識別は、紙幣１０が搬送路Ａを通過する際に、投受光センサ６０の反射光用光源５２から紙幣１０に向けて検査光を投射して紙幣１０からの反射光を投受光センサ６０の受光部５４によって受光し、また、透過光用光源５６から紙幣１０に向けて検査光を投射して紙幣１０を透過した透過光を投受光センサ６０の受光部５４によって受光し、受光部５４での反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを判別することによってなされる。
【００１９】
受光部５４での反射光の出力パターンと透過光の出力パターンに基づいて紙幣を判別する方法は、検査対象紙幣について予め測定して得られている基準となる反射光パターンおよび透過光パターンと、受光部５４によって得られた反射光の出力パターンと透過光の出力パターンとを比較することによってなされる。
本実施形態では受光部５４を反射光と透過光について共通に使用している。受光部５４を共通に使用しても、紙幣１０を搬送しながら、反射光用光源５２と透過光用光源５６から周期的なタイミングあるいは所定タイミングで検査光を投射する際に、反射光用光源５２と透過光用光源５６からの投光タイミングが一致しないように、投光タイミングの制御手段によって制御することにより、反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを分離して得ることができる。そして、分離して得られた反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを、判別手段によって、あらかじめ測定して得られている基準となる反射光パターンおよび透過光パターンと比較して紙幣が識別される。
【００２０】
なお、反射光用光源５２と透過光用光源５６の投光タイミングを一致しないようにするという意味は、反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを分離したパターンとして得られるように各々の投光タイミングを変えて設定するという意味である。たとえば、反射光用光源５２と透過光用光源５６の投光タイミングが部分的にオーバーラップしていても、投光タイミングが一致していなければ、受光部５４のサンプリングのタイミングを制御することによって反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを分離して得ることができる。
また、反射光用光源５２と透過光用光源５６の投光タイミングが完全にオーバーラップする（一致している）場合でも、たとえば、反射光用光源５２と透過光用光源５６として異なる波長の光を使用し、反射光と透過光のパターンを光学的手段あるいは電気回路的手段により分離することによって、反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを分離して検知して紙幣を識別する方法も可能である。
また、反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを分離せず、両パターンが合成された（重ね合わされた）合成パターンとして出力パターンを検知し、この出力パターンを、反射光と透過光の合成パターンとしてあらかじめ測定して得られている出力パターンと比較することによって紙幣を識別する方法も可能である。
【００２１】
なお、本実施形態では受光部５４を反射光と透過光について共通に使用しているが、反射光の受光部と透過光の受光部を別個に設けて、反射光と透過光を別個の受光部で受光するように設定した場合でも、上述したと同様に、反射光用光源と透過光用光源の投光タイミングを一致させないようにして反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを分離して得るようにする方法や、反射光用光源と透過光用光源として異なる波長の光を使用し、光学的手段あるいは電気回路的手段により反射光と透過光のパターンを分離して検知する方法、反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを合成したパターンを検知して紙幣を識別するといった方法を利用することができる。
【００２２】
（検出部の調節方法）
紙幣の識別に際しては、受光部５４により得られた反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを基準となる反射光パターンおよび透過光パターンと比較して識別する処理がなされる。この基準となる反射光パターンと透過光パターンは、反射光用光源５２と透過光用光源５６から投射する光量を所定値に設定し、受光部５４からの出力レベルを基準レベルに設定して得られたものである。したがって、反射光用光源５２の光量や透過光用光源５６の光量が変動したり、受光部５４の特性が変動して、受光部５４の出力レベルが基準レベルから変動すると、受光部５４での出力パターンから紙幣を識別する際に誤まって識別してしまうことが起こりうる。このため、紙幣識別装置では、受光部５４での出力レベルを基準レベルに補正し、受光部５４で得られた反射光の出力パターンと透過光の出力パターンから精度よく紙幣を識別できるようにする調節手段が設けられている。
【００２３】
参照反射板５８は、反射光による受光部５４の出力レベルを基準レベルに調節するための調節手段として用いられる。参照反射板５８を用いて反射光による出力レベルを基準レベルに補正する方法は、本出願人によってすでに提示されている方法による（特開2001-209839号公報）。この方法は、紙幣を識別開始する前に、紙幣を通過させずに反射光用光源５２の投射光による参照反射板５８からの反射光を受光部５４により受光し、その際の受光部５４の出力レベルを、あらかじめ設定されている受光部５４の基準レベルに一致するようにするものである。すなわち、基準レベルに達しない場合には、反射光用光源５２の光量を増強するか、あるいは受光部５４のゲイン（受光信号の増幅度）を増大させて受光部５４の出力レベルが基準レベルになるように補正する。
【００２４】
図３、４に示したように、反射光用光源５２から投射された光は参照反射板５８の表面で乱反射し、参照反射板５８で乱反射した光のうち受光部５４に入射した光がとらえられる。したがって、反射光用光源５２から投射される光の入射角および反射角を考慮して精度よく参照反射板５８の位置を決める必要はない。また、反射光用光源５２から参照反射板５８に向けて投射される光の投影面積はさほど広くないから、参照反射板５８での反射面積によって受光部５４の受光光量が大きく影響されることはない。図４では、参照反射板５８に比較的大きな透孔５８ａを設けた例を示したが、これは、透孔５８ａの大きさによって受光部５４の出力がさほど影響されないことによるものである。
【００２５】
また、透過光による出力パターンから紙幣を識別する場合も、紙幣を識別開始する際に、透過光用光源５６から検査光を投射し、参照反射板５８の透孔５８ａを通過した光を受光部５４により受光し、受光部５４の出力レベルが基準レベルに一致しているかを判断し、透過光用光源５６の光量を調節するか、受光部５４のゲインを調節して受光部５４の出力レベルが基準レベルとなるように調節する。この調節方法については、本出願人が先に出願した方法（特開2005-208907号公報）と同様な方法によればよい。
このように、透過光についても、調節手段により受光部５４の出力レベルを適正値に補正することによって透過光の出力パターンを精度よく利用することが可能となる。図４に示すように、透孔５８ａの中心と投受光センサ６０の受光部５４の光軸とが一致しない配置となっている場合であっても、透過光用光源５６による受光部５４の出力レベルを基準レベルに調節する処理は問題なく行える。
【００２６】
本実施形態の紙幣識別装置は、紙幣からの反射光による出力パターンと透過光による出力パターンをもとに紙幣を識別するから、紙幣に遮光物が封止されていたような場合にも的確な識別が可能となり、反射光のみを用いる場合にくらべてより高精度の紙幣の識別が可能になる。また、本実施形態では、投受光センサ６０に設けた受光部５４を反射光の受光用と、透過光の受光用として共通に使用しているから、反射光用と透過光用に別個に受光部を設ける方法にくらべて受光部の数を減らすことができる。また、参照反射板５８に透孔５８ａを設ける構成としたことによって、反射光と透過光を利用する検出部５０をコンパクトに形成することが可能になる。
また、上記実施形態では、一つのケース内に反射光用光源５２と受光部５４とを組み込んだ投受光センサ６０を使用することによって、検出部５０の構成がさらにコンパクトとなり、部品点数を減らし、組み立て作業を容易にすることができる。
【００２７】
紙幣識別装置では、紙幣の識別能力を高めるために、紙幣からの反射光の出力パターンと透過光の出力パターンを検出する検出ポイントを複数設定している。本実施形態の検出部５０のように、一つの参照反射板５８の配置位置ごとに反射光の出力パターンと透過光の出力パターンが得られる構成とした場合には、紙幣内での検出ポイントを多数個設定する場合であっても、容易に検出ポイントを設定することができ、これによって紙幣の識別精度をさらに向上させることが可能になる。
【００２８】
また、紙幣識別装置に装着する検出部としては、上述した反射光用光源５２、受光部５４、透過光用光源５６および参照反射板５８からなる反射光と透過光によるデータを検出する検出部５０と、反射光のみの出力パターンを得る従来構成の検出部、透過光のみの出力パターンを得る従来構成の検出部とを混在して使用することもできる。紙幣の検出ポイントによっては、反射光のみを検出すれば足りる箇所もあるし、透過光を検出することがとくに有効な箇所については透過光の検出部を設ける方が有効な場合があるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る紙幣識別装置の一実施形態の全体構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る紙幣識別装置の検出部の構成を拡大して示す断面図である。
【図３】参照反射板と投受光センサの配置を示す説明図である。
【図４】参照反射板と投受光センサの他の配置例を示す説明図である。
【図５】反射光を利用して紙幣を識別する紙幣識別装置の従来の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  紙幣
１６  搬送機構
２０  装置本体
２２  紙幣投入口
２４  支持プレート
２５  ガイド板
４４  ストッカ
５０  検出部
５２  反射光用光源
５４  受光部
５６  透過用光源
５８  参照反射板
５８ａ  透孔
６０  投受光センサ
７０  制御部
【図１】
2007299154.tif 000003
【図２】
2007299154.tif 000004
【図３】
2007299154.tif 000005
【図４】
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【図５】
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